氢能的整个产业链包括“生产、储存、运输、运输和使用”五个环节，其中制氢是第一个重要环节。具有低CO2排放的制氢方法包括相对成熟的技术，例如电解制氢和甲醇重整制氢，热化学分解水制氢等。

近年来，废物制氢因其成本优势而受到科学界和工业界的关注。垃圾气化制氢的总生产成本约为28.74元/kg，其中垃圾气化工段13.80元/kg，合成气提纯和氢气分离提纯工段14.94元/kg。根据这一计算，废物制氢的成本低于中国建设的电解水示范项目36.4元/公斤的氢气成本。规模经济形成后，预计成本将降至20元/公斤以下，这相当于天然气等化石能源制氢技术的成本。

就废物制氢项目的收入而言，除氢气销售外，还包括废物处理费、残渣销售和可能的CO2贸易收入，这可以有效分担氢气生产成本并降低氢气价格。此外，废物制氢技术也具有重要的现实意义：

促进废物的减少、再循环和无害化处理。与填埋、堆肥和焚烧等传统垃圾处理方法相比，气化占地面积小，不会产生二恶英等有毒有害物质。可以使用经处理的气体和残留物。

减少当地资源短缺导致的氢气生产瓶颈。鉴于某些地区的废物量大且分布广泛，以废物为原料生产氢气将有助于丰富氢能源，增加氢供应，减少不同地区的氢消费。

从这两个角度来看，发展废物制氢具有积极意义。废物制氢的发展是什么？

一、废物制氢技术研究现状

根据各种技术原理，废物制氢技术可分为两类：热化学和生物化学。

1.热化学技术

热化学技术，顾名思义，是一种基于热化学过程的废氢生产技术。其原理是有机物在缺氧和高温下分解成合成气，合成气主要由氢气、一氧化碳和甲烷组成；无机物质被熔化成金属和玻璃渣，用作基材和建筑材料的原料。典型的热化学过程是热解和气化，可以在气化之前使用，以提高原料的热值。

热化学技术适用于可燃固体废物，这是废物的可燃成分。常见的可燃固体废物包括纸张、塑料、木材、织物和废燃料。热化学法在垃圾处理中的优势是最小化，这可以最大化垃圾填埋场的空间。据估计，经过热化学处理后，废物的质量和体积分别为70%~80%。减少80%~90%。

研究结果表明，基于热化学技术的废氢生产方法在不同条件下的制氢率范围很广，每千克可燃固体废物可产生约20~178.7克氢气。氢产量最高的研究来自吴和威廉姆斯。废物类型为聚丙烯塑料。制氢方法为热解（500℃）和气化（900℃）两阶段反应。在反应过程中加入Ni-Mg-Al作为催化剂。产品的氢气浓度为41.65%，氢气产率为178.7g/kg。

2.生化技术

基于生物化学过程的废氢气生产技术的原理是在微生物的帮助下将废物中的有机物质分解成氢气。典型的过程是轻度发酵和深色发酵。

黑暗发酵制氢是指在大气压、缺氧和黑暗条件下，厌氧细菌分解废物中的有机物，产生氢气。其他产品通常是有机酸、醇、丙酮和CO2。

影响氢气产率的因素很多，包括底物类型、底物浓度、菌株类型、反应时间、温度、pH、氢气分压等。由于微生物发酵所施加的热力学约束，较高的底物浓度导致较低的氢气产量。此外，氢气分压过高也会对产率产生负面影响，及时去除产生的氢气将有助于提高氢气产率。随着氢分压的增加，乳酸和乙醇等其他产物的浓度增加，氢合成减少。